VR在室内装饰设计施工的应用

　　在室内装饰工程中应用VR，是一种创新性、实用性、经济性的方式，也是一种全新的生产模式。采用BIM技术，以VR代替实体样板，能高效、经济、绿色节能地实现设计方案的确认。

　　关键词：VR;室内装饰;室内设计;应用

　　1VR技术在室内装饰施工的应用价值

　　(1)可以将施工成果进行前置。施工人员对最终交付成果有清晰明确的了解和认识，将图纸立体化、真实化，避免施工过程出现缺漏和偏差。(2)可以辅助施工。通过BIM技术将三维模型进行VR化，施工管理人员和施工技术人员可以对重难点施工细节进行反复观察和学习。(3)可以辅助业主交付。通过VR技术让业主直观感受施工进展及下阶段施工概况，给公司科技品牌、商务关系带来直接效益。(4)可以运用技术招投标。通过VR技术运用于大型或超大型、高档或重点示范等项目应标演示，直接展现施工成果，提高科技品牌，提升中标率。

　　2基于VR的室内装饰与施工系统

　　2.1系统分析

　　(1)虚拟现实的逼真效果：虚拟现实技术作为一种交互方式，最为重要的是其展现效果。因此，能否满足用户交互需求，如何采用真实的交互效果实现用户代入，是虚拟现实系统的重要研究内容。(2)与BIM模型的结合：如何将BIM模型和属性信息引入虚拟现实交互中，实现真正建筑信息服务设计和施工建造。用户通过交互可以看到真实的装饰构件信息、施工人员看到真实的施工模拟，是本系统的重要研究课题。

　　2.2系统结构

　　(1)数据层。本系统支持将3DMAX和Revit文件格式作为数据，进行虚拟现实模型数据展现。3DMAX是AUTODESK公司游戏和动画3D建模和渲染软件，具有功能完善、兼容性强和制作效率高等优点，使用3DMAX工具集来整形和定义详细的环境、对象和字符，建立实物模型。(2)逻辑层。采用基于Unity3D技术作为图形渲染引擎，进行业务作为逻辑和图形渲染。Unity3D作为一款专业的虚拟现实引擎，其工作流程具有精简、直观等特点，能够大幅缩短虚拟现实程序模块的开发周期。通过整合三维模型、贴图、图像、视频及音频等资源，用户能够借助Unity3D的相关场景构件，实现对复杂虚拟现实环境的轻松创建。基于Unity3D的沉浸式交互仿真模块为用户通过外部硬件设备实时控制虚拟环境中的虚拟人物模型，控制虚拟人物与环境中的构件进行交互提供了支持，进而实现用户需求的模拟仿真。(3)交互层。本应用采用虚拟现实头盔和手机结合的方式进行。通过发布Android手机上虚拟现实应用APP，结合VR头盔实现沉浸式虚拟现实交互。

　　2.3系统实现

　　(1)Revit建模。对于常规的三维模型，可以根据Revit自带的族构件快速构造。而对于具有异型结构的三维模型，需要载入外部族构件，或采用内建模型的手段构造BIM模型。三维模型主要由三部分组成，即基准图元、模型图元、专有视图元，其中基准图元包含了模型的标高和轴网，模型图元包括了主体和构件，专有视图元包含了模型的标注、详图。(2)模型导入3DMAX。在Revit中完成模型的初步设计后，接着需要将模型导出，并将导出的模型数据导入3DMAX中添加高端渲染效果，为模型添加最后的细节。有两种导入方式支持将Revit中的模型数据导入3DMAX。第一种导入方式：将Revit中的模型保存为FBX文件，以链接FBX文件的方式导入3DMAX;第二种导入方式：将Revit中的模型保存为DWG文件，以外部文件格式导入3DMAX。与第二种导入方式相比，以FBX格式导入将需要更长的时间，并且导入的模型在3DMAX中的运行也不是很流畅。其优点是FBX格式包含了模型的构件参数，并且在3DMAX的透视图中，也比以DWG格式导入的模型更具有画面感。因此，选择将Revit模型导出为FBX格式文件。FBX文件可传递的信息包括三维模型的光、渲染外观、天空设置及材质指定信息。(3)模型导入Unity3D。模型构造、渲染完成后，需导入Unity3D中。首先将模型从3DMAX导出，导出格式可选择FBX或OBJ。将模型导入Unity3D后，可以对模型的属性进行调整，例如位置属性等。Unity3D不支持外部虚拟场景和灯光的导入，因此需要在Unity3D中完成特效和灯光等的设置。

　　3基于VR的室内装饰与施工系统优势

　　(1)采用Unity3D技术，虚拟现实的震撼效果得到设计师的高度认可，承认了虚拟现实在室内装饰设计与施工应用的重要价值。(2)提出Revit白模成果交付，提供给设计院二维码，快速进行设计效果的比例验证，属于行业内首创。(3)可快速导出施工出图依据。①经设计师最终确认的Unity3D场景和Revit模型，作为施工出图依据。②作为Unity3D模型的数据层3DMAx，具有材质信息和比例信息;并可直接导出CAD，进行尺寸标注后即可出图使用。③在白模基础上，Revit中完善骨架后，具有骨架、基层、面层等全部构件的材质信息，直接导出CAD施工图。④CAD图直接交付项目进行施工，虚拟现实最终落地到了实体建造。

　　4系统应用——以汉中汉文化博览园项目为例

　　4.1系统在项目中的应用

　　该项目的室内装饰设计属于“艺术设计+汉文化表现”，如果设计师完全凭借灵感修改方案，将使项目的施工完全处于被动状态。这正是基于VR的室内装饰与施工系统应用的最佳场景。设计师要的效果，可通过Unity3D完美展现;而项目部要的施工信息、业主要的运维信息，可通过BIM模型无缝对接。

　　4.2应用成果

　　(1)降低项目成本。本项目中19处虚拟样板段的方案，修改次数均超过了7次。若采用实体样板，总体投入约为2800万元，耗资巨大。而采用基于VR的室内装饰设计与施工系统，总投入约为77万元，约为实体样板资金投入的2.7%。由此可见，VR和BIM技术的引入大大降低了项目成本。(2)缩短项目工期。通过采用虚拟样板技术，截止7月份，现场所有样板段方案已确认。目前，内装的料单已全部提出，项目进入全面抢工阶段，中秋晚会分会场部分确保按期完成全部内装进度按业主要求年底完工，确保业主利益。(3)社会价值。近年来文旅项目热度不减，除了灵山梵宫、山东儒宫、陕西汉宫，未来可能还将有以武术为主题的太极宫、东海蓬莱太阳宫等艺术宫殿，此次VR在仿古建筑内饰设计和施工的成功应用，为未来类似项目的设计和施工打下了良好基础。

　　5结束语

　　针对传统建筑室内装饰设计及指导施工方面存在的不够直观、效率低等问题，本文提出了基于VR的室内装饰设计系统，用于室内装饰设计和施工项目中，具有提高设计效率、降低设计及施工成本、缩短项目周期等优势，具有良好的经济价值和社会价值。通过在汉中汉文化博览园项目的成功应用，为后续类似项目室内装饰的设计和施工提供了指导。

　　作者：白梅 龚鹏博 董浩 任奕林 单位：中建七局建筑装饰工程有限公司

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